Micro-vis pour l'industrie horlogère
Pour que le célèbre « mouvement Swiss » d'une montre fonctionne sans accroc, outre de nombreux composants et engrenages de précision, ce chef-d'œuvre de mécanique de précision doit en fin de compte être maintenu par des vis. Il n'est donc pas étonnant que des fabricants de montres Swiss renommés fassent appel à des vis de microprécision provenant de leur propre pays. Aeschlimann AG Décolletages de Lüsslingen, dans le canton de Soleure, est l'un des fabricants de ces vis. Pour le micro-usinage, les spécialistes dirigés par Mattia Knecht, micromécanicien de formation, s'appuient sur le système µ-Finish de Paul Horn GmbH. M. Knecht reçoit des conseils techniques sur les questions d'outillage de la part de Dominik Läng, ingénieur chez Dihawag, l'agent de vente de Horn en Suisse.
Des microcomposants horlogers aux pièces pour l'industrie médicale en passant par les composants hydrauliques des excavateurs, Aeschlimann AG Décolletages est considéré comme un spécialiste de la fabrication de pièces précises et à symétrie de rotation. Fondée en 1937 en tant qu'atelier de vissage, l'entreprise est devenue un fabricant de composants CNC complexes et offre à ses clients des processus de finition spéciaux tels que le rodage, la rectification cylindrique et sans centre, ainsi que des options de superfinition. Avec 165 employés, l'entreprise suisse produit principalement des pièces tournées jusqu'à un diamètre de 120 mm. Cependant, Aeschlimann fait également preuve d'expertise dans le fraisage de pièces d'une longueur allant jusqu'à 300 mm. Elle compte parmi ses clients des entreprises des secteurs de l'horlogerie, de l'automobile, de l'hydraulique, des machines et de l'électronique. En outre, Aeschlimann fournit des composants suisses de précision à l'industrie médicale, à l'industrie de la métrologie et à l'industrie du vélo.
Composants délicats
Selon sa qualité, un mouvement Swiss est constitué de nombreux composants individuels, par exemple le train d'engrenages, le mécanisme de remontage, l'entraînement, le balancier et le mouvement de l'aiguille. Dans une montre compliquée de haute qualité, de nombreux composants sont assemblés en un mouvement dans un espace très réduit. Les vis sont utilisées pour assembler les différents composants. La production de ces vis est probablement très difficile pour un machiniste moyen : à l'œil nu, les pièces peuvent à peine être distinguées d'un morceau de copeaux fins. "La manipulation et la mesure des vis constituent un défi considérable qui nécessite beaucoup de pratique. Les dimensions ne sont pas vérifiées à l'aide d'un micromètre, mais au microscope avec un grossissement de 50 fois", explique M. Knecht. La dextérité requise pour manipuler les vis est également évidente lors du contrôle des filetages à l'aide d'une jauge à anneau de filetage. « Il faut beaucoup d'expérience pour tourner à la main des vis dont le diamètre est bien inférieur à un millimètre dans une jauge de filetage », explique M. Knecht.
Aeschlimann s'appuie sur le système d'outils Horn µ-Finish et sur les machines Tornos Swiss Nano pour le décolletage des vis d'horlogerie. Les micro-usiniers sont le principal marché cible de cette gamme d'outils, qui est basée sur le système S274. Les plaquettes sont rectifiées avec le plus grand soin. Chaque outil fait l'objet d'un contrôle à 100 % pendant la production afin de garantir la qualité de l'arête de coupe. Le siège de la plaquette du porte-outil, associé à la vis de serrage centrale et à la périphérie rectifiée de la plaquette indexable, permet une précision de changement de l'ordre du micron. La plaquette peut ainsi être tournée dans la machine sans qu'il soit nécessaire de mesurer à nouveau la hauteur du centre et d'autres dimensions. "Horn propose des outils haut de gamme pour de nombreuses applications. Des vis d'horlogerie aux composants de l'industrie médicale en passant par les pièces hydrauliques, il existe des solutions. Nous utilisons les outils Horn sur plusieurs de nos machines", explique M. Knecht. Outre les nombreux profils standard, des inserts de formes spéciales sont également disponibles pour répondre aux besoins des clients.
Vitesse d'alimentation dans la gamme µ
"La qualité de l'arête de coupe joue un rôle important dans le micro-usinage. Il n'est possible de réaliser des avances de l'ordre du micromètre que si la plaquette est également tranchante", explique Dominik Läng. Trois outils différents sont utilisés pour tourner une vis. Tout d'abord, la face de la tête de la vis est tournée axialement. « Nous tournons d'abord la tête car nous ne pouvons pas saisir et serrer la vis sur le filet fin », explique M. Knecht. La plus petite variante de vis produite par Aeschlimann a un diamètre de filetage de 0,2 mm. Après avoir usiné la surface plane, la tête de la vis est fendue. Le diamètre du filet est ensuite tourné en inversant le sens de rotation de la broche, puis le filet est fraisé jusqu'à la tête de la vis sans contre-dépouille. Le taraudage de la vis est à nouveau réalisé par un outil Horn du programme µ-Finish.
La durée de vie d'une plaquette en tournage inversé est d'environ 17 000 vis. Lors du tronçonnage, l'arête de coupe atteint une durée de vie de 40 000 vis. « Avec le nouveau revêtement Horn ES15, nous sommes en mesure d'augmenter encore la productivité », explique M. Knecht. Le nouveau revêtement est une couche HiPIMS (High Performance Impulse Coating Magnetron Sputtering). HiPIMS produit un revêtement encore plus homogène et nettement plus durable, dont la dureté et la résistance conviennent particulièrement à l'usinage de l'acier et à l'usinage de petites et très petites pièces. Horn utilise également la technologie PVD (physical vapour deposition) pour ses revêtements d'outils. Le PVD est un procédé dans lequel le matériau de revêtement est vaporisé par des électrons, des faisceaux laser ou des décharges d'arc. Le matériau vaporisé est déposé en couche sur les pièces à usiner, formant ainsi une couche. La composition du revêtement peut être influencée en variant l'apport de gaz réactifs. Ainsi, des nitrures, des carbures ou des mélanges des deux couches se forment au cours du processus de revêtement. Les revêtements PVD augmentent considérablement la durée de vie des outils de coupe.
Partenariat
En Suisse, la société Dihawag représente le fabricant d'outils allemand Horn. Le partenariat entre Aeschlimann, Horn et Dihawag existe depuis plus de 20 ans. Au cours de cette période, Horn a pu résoudre avec succès un certain nombre d'applications d'usinage avec ses outils. "La coopération est primordiale. Les conseillers techniques de Dihawag et de Horn s'occupent de nos applications d'usinage de manière rapide et fiable. Il existe un véritable partenariat et la livraison des outils est très rapide", déclare M. Knecht.